钟良春，况雨春，舒 峰，张 聪

（1.西南石油大学机电工程学院，四川 成都 610500；2.中建环能科技股份有限公司，四川 成都 610500）

螺杆钻具广泛应用于各个行业。马达作为其核心部件，常在高温、高压和高应力循环的恶劣条件下工作［1-3］。为使螺杆钻具能够在恶劣条件下正常工作并保证其使用寿命，合理设计马达定子与转子之间的过盈量十分必要。

Ba等［4］提出了一种新的螺杆马达设计与测试方法，但并未考虑实际工况下螺杆马达过盈量的变化。曹刚等［5］建立了螺杆泵的三维有限元模型，并采用单向解耦方法分析了过盈量对其定子温度场的影响。柳欢欢和郑道宽［6-7］通过建立螺杆马达的三维流固耦合模型，分析了马达输出扭矩与过盈量的关系。Alvarez等［8］预测了螺杆马达在工作过程中的过盈量变化情况，并分析了过盈量对马达工作性能的影响。

目前，螺杆马达过盈量的设计大多根据经验展开。笔者提出一种考虑工作压力和井下温度的螺杆马达过盈量设计方法，并通过螺杆钻具整机台架试验来验证所提出方法的可行性，旨在为螺杆马达过盈量以及其余参数的设计提供参考。

1 螺杆马达有限元模型及参数

以4-5头普通内摆线马达为例，建立其定子与转子的二维啮合有限元模型，如图1所示。其中：定子的材料为丁腈橡胶，转子的材料为镀铬合金钢，在建模时将转子视作刚体处理。该螺杆马达定子的大、小径分别为：Rs=101.88 mm，rs=74.76 mm，定子的最小厚度d=15 mm。转子的大、小径分别为：Rr=90 mm，rr=60 mm。

图……